动手学深度学习:多层感知机

多层感知机

之前学习了线性模型,我们可以很容易想到,现实生活中很多的现象用线性是无法拟合的,所以研究人员就想到了在线性之后添加一些非线性的激活函数,使得整个网络获得非线性,以拟合更加复杂的情况。

常见的激活函数

数学公式自行查找

ReLU

python 复制代码
import torch
import matplotlib.pyplot as plt
x=torch.arange(-10.0,10.0,0.1,requires_grad=True)
x
python 复制代码
y=torch.relu(x)
y
可视化图像
python 复制代码
plt.plot(x.detach(),y.detach())
可视化梯度
python 复制代码
y.backward(torch.ones_like(x),retain_graph=True)
plt.clf()
plt.plot(x.detach(),x.grad)

sigmoid

python 复制代码
y=torch.sigmoid(x)
y
可视化图像
python 复制代码
plt.clf()
plt.plot(x.detach(),y.detach())
可视化梯度
python 复制代码
x.grad.data.zero_()
y.backward(torch.ones_like(x),retain_graph=True)
plt.clf()
plt.plot(x.detach(),x.grad)

tanh

python 复制代码
y=torch.tanh(x)
y
可视化图像
python 复制代码
plt.clf()
plt.plot(x.detach(),y.detach())
可视化梯度
python 复制代码
x.grad.data.zero_()
y.backward(torch.ones_like(x),retain_graph=True)
plt.clf()
plt.plot(x.detach(),x.grad)

读取数据

我上一篇博客写过,点击直接跳转

模型(ReLU激活+权重衰减+dropout)

上一篇博客train和test的acc中间就有1%的差距,似乎是有一点过拟合,在添加ReLU激活函数将线性模型变成多层感知机之后(整体准确率提高1%)会发现两者之间仍然有差距,所以我尝试了权重衰减和dropout。

权重衰减0.01会发现两者差距几乎没有,但是train的acc降低了1%,几乎跟线性效果差不多了,所以不可取。

dropout0.3会发现两者几乎重合,train下降很少,同时test也有所上升。

python 复制代码
from torch import nn
net=nn.Sequential(nn.Flatten(),
                  nn.Linear(28*28,256),
                  nn.ReLU(),
                  nn.Dropout(0.3),
                  nn.Linear(256,8))
def init_weight(m):
    if type(m)==nn.Linear:
        nn.init.normal_(m.weight,std=0.01)
net.apply(init_weight)

权重衰退就是在优化器传参的时候对Linear()的参数进行限制。

python 复制代码
wd=0.00 #权重衰减的值
loss_fn=nn.CrossEntropyLoss()
optimer=torch.optim.SGD([{"params": net[1].weight,"weight_decay": wd},{"params": net[1].bias},{"params": net[4].weight,"weight_decay": wd},{"params": net[4].bias}],lr=0.1)
python 复制代码
epochs_num=10
train_len=len(train_iter.dataset)
all_acc=[]
all_loss=[]
test_all_acc=[]
for epoch in range(epochs_num):
    acc=0
    loss=0
    for x,y in train_iter:
        hat_y=net(x)
        l=loss_fn(hat_y,y)
        loss+=l
        optimer.zero_grad()
        l.backward()
        optimer.step()
        acc+=(hat_y.argmax(1)==y).sum()
    all_acc.append(acc/train_len)
    all_loss.append(loss.detach().numpy())
    test_acc=0
    test_len=len(test_iter.dataset)
    with torch.no_grad():
        for x,y in test_iter:
            hat_y=net(x)
            test_acc+=(hat_y.argmax(1)==y).sum()
    test_all_acc.append(test_acc/test_len)
    print(f'{epoch}的test的acc{test_acc/test_len}')

可视化

python 复制代码
import matplotlib.pyplot as plt

损失函数可视化

python 复制代码
plt.plot(range(1,epochs_num+1),all_loss,'.-',label='train_loss')
plt.text(epochs_num, all_loss[-1], f'{all_loss[-1]:.4f}', fontsize=12, verticalalignment='bottom')

准确率可视化

python 复制代码
plt.plot(range(1,epochs_num+1),all_acc,'-',label='train_acc')
plt.text(epochs_num, all_acc[-1], f'{all_acc[-1]:.4f}', fontsize=12, verticalalignment='bottom')
plt.plot(range(1,epochs_num+1),test_all_acc,'-.',label='test_acc')
plt.legend()

预测结果

python 复制代码
with torch.no_grad():
    all_num=5
    index=1
    plt.figure(figsize=(12,5))
    for i,label in zip(test_data_path,test_labels):
        if index<=all_num:
            img=cv2.imread(i)
            input_img=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            img=cv2.cvtColor(input_img,cv2.COLOR_BGR2RGB)
            input_img=cv2.resize(input_img,size) 
            input_img=transforms.ToTensor()(input_img)
            result=net(input_img).argmax(1)
            plt.subplot(1,all_num,index)
            plt.imshow(img)
            plt.title(f'true{label},predict{result.detach().numpy()}')
            plt.axis("off")
            index+=1
相关推荐
羑悻的小杀马特7 小时前
把随身WiFi改成网盘聚合器:中兴F50挂载本地存储+夸克网盘实战
运维·服务器·人工智能·网盘·openlist
meilindehuzi_a7 小时前
从跑分到生产力:重新理解大模型基准测试与分层协作
人工智能
蜜桃味女焊匠人8 小时前
焊接生产线优化思路:解决手工焊、机器人焊气体浪费问题
人工智能·经验分享·其他·机器人
Georgeviewer13 小时前
商业落地评测|实体门店GEO优化性价比与服务体系深度复盘
大数据·人工智能
GuWenyue14 小时前
分不清AI Workflow与Agent?3个实战案例彻底讲透,做AI应用不再踩选型坑
人工智能
彩讯股份30063414 小时前
彩讯股份与心洲科技签署战略合作协议,共建企业级模型后训练能力
人工智能·科技
迅易科技15 小时前
从场景验证到Agent上线:迅易 × WorkBuddy如何帮助企业建设AI能力?
人工智能·ai·腾讯云
PNP Robotics15 小时前
多伦多大学机器人峰会|物理AI与具身智能落地新趋势
人工智能·深度学习·机器学习·机器人
GIR12315 小时前
官方出品 | 多通道土壤呼吸测量系统市场现状与十五五规划深度报告:行业分析+趋势预测全收录
大数据·人工智能·机器学习
绿算技术15 小时前
绿算技术亮相第十八届HPC AI中国年会,擘画AI基础设施全栈协同新图景
人工智能